"Pflanzen sind noch cleverer als Tiere"

Interview7. Juni 2014, 17:58
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Der französische Biologe Frédéric Berger kennt die Überlebenstrategien von Pflanzen im Detail

STANDARD: Warum haben Sie sich entschieden, vom Temasek Life Science Laboratory nach Wien ans Gregor-Mendel-Institut zu wechseln?

Berger: Das hatte schon mehrere Gründe. Zum einen private: Ich wollte unbedingt zurück nach Europa, und in Europa gibt es in der Pflanzengenetik nur eine Handvoll Top-Institute: eines in Norwich, eines in Cambridge, die ETH in der Schweiz, ein paar in Deutschland - und eben das Gregor-Mendel-Institut in Wien. Der große Vorteil hier ist: Die kritische Masse an Leuten ist erreicht, die man braucht, um gute Wissenschaft zu betreiben. Am Vienna Biocenter gibt es vier Institute, die sich die Infrastruktur teilen. Und technologische Plattformen, die ich in Singapur nicht zur Verfügung hatte.

STANDARD: Welche Rolle spielt das Institut in Singapur im internationalen Vergleich?

Berger: Es war für ungefähr 15 Jahre ein finanziell sehr gut ausgestattetes Institut im Bereich der Grundlagenforschung. Vor etwa zwei Jahren beschloss die Regierung von Singapur, den Schwerpunkt auf translationale und angewandte Forschung zu verschieben. Deshalb verlassen zurzeit viele Wissenschafter das Land und gehen nach Europa und in die USA.

STANDARD: Sie arbeiten - wie fast alle Pflanzengenetiker - mit der Ackerschmalwand, aber auch mit einem Moos der Gattung Marchantia. Was macht Letzteres interessant?

Berger: Seine Stellung im Stammbaum der Pflanzen. Marchantia repräsentiert die ersten Landpflanzen, also im Grunde eine evolutionäre Etappe zwischen Algen und Blütenpflanzen. Das Moos ist ein einfach gebauter, zweidimensionaler Organismus mit zwei Geschlechtschromosomen, sein Erbgut wurde bereits mehr oder weniger sequenziert. Marchantia ist ein guter Modellorganismus, weil ich mich für die Evolution von Pflanzen interessiere - vor allem für die Evolution von Histonen.

STANDARD: Was sind Histone?

Berger: Histone sind Proteine, um die sich die DNA aufwickelt. Das gilt für alle Lebewesen mit Ausnahme der Bakterien. Histone sind extrem konserviert, soll heißen: Sie sind bei allen Organismen sehr ähnlich gebaut, selbst zwischen Menschen und Pflanzen beträgt die Übereinstimmung neunzig Prozent.

STANDARD: Wozu wickelt sich die DNA um die Histone?

Berger: Die DNA in einer menschlichen Zelle wäre in ausgestrecktem Zustand etwa zwei Meter lang. Die Zelle ist allerdings millionenfach kleiner, also muss man die DNA in eine wirklich kompakte Form bringen.

STANDARD: Wer oder was wickelt die DNA auf?

Berger: Das ist eine Eigenschaft der beteiligten Moleküle. Wenn ich DNA und Histone in eine Wasserlösung gebe und die Salzkonzentration ein wenig ändere, dann wickelt sich die DNA von selbst um die Histone. In der lebenden Zelle gibt es natürlich noch ein paar Helferproteine, die für die richtige Koordination bei der Zellteilung sorgen. Die Histone tun noch etwas: Sie schützen die DNA und kontrollieren den Zugriff auf die genetische Information. Histone plus DNA und andere Proteine sind das Material, aus dem die Chromosomen bestehen - wir nennen es das Chromatin. Wie das Chromatin zu seiner Struktur kommt, ist bis- her nicht wirklich verstanden. Ich versuche das gerade herauszufinden.

STANDARD: Und was lernt man daraus?

Berger: Krebszellen haben zu Beispiel eine veränderte Chromatinstruktur. Und das Chromatin verändert sich auch durch Alterung und Stress. Die genetische Information ist eindimensional. Aber die Regulation der Gene spielt sich in drei Dimensionen ab. Deswegen ist es wichtig zu wissen, wie das Chromatin aufgebaut ist. Wir haben zum Beispiel in Pflanzen ein Histon namens H2AW entdeckt, das zur Stabilisierung des Erbguts beiträgt. Möglicherweise gibt es davon ja auch eine tierische Variante.

STANDARD: Was unterscheidet Tiere und Pflanzen aus molekularer Sicht?

Berger: Was die Moleküle betrifft, gibt es wenig Unterschiede. Der Hauptunterschied ist, dass sich Pflanzenzellen nicht bewegen können. Deswegen wachsen sie anders als Tiere und können in ihrer Entwicklung auch keine inneren Hohlräume bilden. Dafür ist ihre Überlebensstrategie in gewisser Hinsicht cleverer als jene der Tiere: Sie ernähren sich von der Energie des Lichts und sind daher unabhängig.

STANDARD: Sie forschen auch zu Epigenetik im Pflanzenreich. Die Stilllegung oder Aktivierung von Genen ist Teil davon. Würden Sie sagen, dass durch deren Erkenntnisse der Lamarckismus, die alte Theorie von der Vererbung erworbener Eigenschaften, eine Renaissance erlebt?

Berger: Bis zu einem gewissen Grad würde ich zustimmen. Die Epigenetik lehrt uns ja, dass Gene im dreidimensionalen Raum interagieren und dass die Wahrscheinlichkeit für Genaktivierungen erblich ist.

STANDARD: Ist Epigenetik eine molekulare Neuformulierung von Lamarck?

Berger: Ja, mit einem wichtigen Unterschied. Laut Lamarck entstehen neue Eigenschaften durch innere Selektion, durch ein "Bedürfnis" der Lebewesen nach vorteilhaften Anpassungen. Das ist natürlich nicht der Fall. Epigenetische Änderungen entstehen durch Zufall, wie ganz normale Mutationen auch.

STANDARD: Wie kann man sich die tägliche Arbeit als Forscher vorstellen: Wenn es ein wissenschaftliches Problem gibt - rufen Sie dann Kollegen an, die vielleicht jemanden kennen, der mehr weiß?

Berger: Durchaus, so ähnlich läuft das. Früher konnte ich keine Strukturbiologie oder Proteinkristallografie betreiben, hier finde ich im selben Korridor Experten für diese Themen. Das Entscheidende ist: Es dauert nicht lange, bis es zur Zusammenarbeit kommt. Und wenn einer meiner Mitarbeiter Schulung für ein Experiment benötigt, dann kriegt er sie. Für die Zukunft hoffe ich, dass wir auch Kooperationen mit den Universitäten und mit dem IST Austria eingehen können. (Robert Czepel, DER STANDARD, 4.6.2014)


Frédéric Berger hat in Frankreich und England Biologie studiert, seinen Postdoc am John Innes Center in Norwich absolviert und war danach an der École Normale Supérieure de Lyon tätig. Am Temasek Life Science Lab in Singapur leitete er zehn Jahre ein Forschungsteam, mit dem er soeben nach Wien ans Gregor-Mendel-Institut übersiedelte.

  • Frédéric Berger am Gregor-Mendel-Institut in Wien: Der französische Biologe  kam aus Singapur mit seinem Forschungsteam.
    foto: heribert corn

    Frédéric Berger am Gregor-Mendel-Institut in Wien: Der französische Biologe kam aus Singapur mit seinem Forschungsteam.

  • Marchantia hat eine für Genetiker interessante Stellung im Stammbaum der Pflanzen.
    foto: apa/naturschutzbund/wolfgang von brackel

    Marchantia hat eine für Genetiker interessante Stellung im Stammbaum der Pflanzen.

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